پديد آورنده :
هندسي، احسان
عنوان :
برداشت انرژي از ارتعاشات يك ورق مركب دوپايداره با الياف منحني شكل با استفاد ه از لايه‌هاي پيزوالكتريك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي/سيستم هاي ديناميكي و مكاترونيك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده ،112ص: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ورق‌هاي مركب دوپايداره , الياف منحني شكل , برداشت انرژي , ارتعاشات , لايه پيزوالكتريك
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/08/03
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/08/06
چكيده فارسي :
در پايان‌نامه حاضر، برداشت انرژي از ارتعاشات يك ورق مركب دوپايداره با الياف منحني شكل با استفاده از لايه‌هاي پيزوالكتريك بررسي شده‌‌است. ابتدا تحليل استاتيكي و سپس تحليل ديناميكي روي ورق مركب دوپايداره با لايه‌هاي پيزوالكتريك انجام شد. براي اين منظور به‌كمك اصل هاميلتون و روابط كرنش جابه‌جايي غيرخطي ون‌كارمن، انرژي‌هاي جنبشي، پتانسيل و كارنيروهاي خارجي ورق مركب استخراج شده‌اند. اولين‌گام در تحليل استاتيكي با استفاده از روش ريلي_ريتز و اصل كمينه سازي انرژي پتانسيل سيستم و به‌كمك برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب، حالت‌هاي پايدار ورق به‌دست آمده‌است. در گام دوم در تحليل ديناميكي به‌كمك مدل توسعه يافته هير و اصل هاميلتون، معادلات الكترومكانيكي حركت سيستم به‌دست آمده و پاسخ ديناميكي آن تحت اثر جابه‌جايي هارمونيك كه به‌مركز ورق (تحريك پايه) واردشده محاسبه شده و با نتايج حاصل از شبيه‌سازي در نرم‌افزار المان محدود آباكوس مقايسه شده است و فركانس طبيعي اتصال كوتاه ورق در حالت پايدار نيز به‌دست آمده است. همچنين براي كاهش خطاهاي موجود بين روش تقريبي و روش اجزاي محدود، تابع شكل از مرتبه 7 براي ميدان جابه‌جايي خارج از صفحه ارائه شده است. در پايان نيز برداشت انرژي از ارتعاشات صفحات مركب دوپايداره تحت اثر جابه‌جايي اعمال شده به‌مركز ورق بررسي شده و تاثير شكل الياف مختلف و رفتار غيرخطي ورق در هنگام پرش بر روي ميزان كيفيت برداشت انرژي نشان داده شده است.
واژه‌هاي كليدي: ورق‌هاي مركب دوپايداره، الياف منحني شكل، برداشت انرژي، ارتعاشات، لايه پيزوالكتريك
چكيده انگليسي :
In this thesis، energy harvesting from the vibrations of a curved fiber-reinforced composite plate using piezoelectric layers is investigated. First، static and then dynamic analyses were performed on the composite plate with piezoelectric layers. Using the Hamilton's principle and the nonlinear strain-displacement relations of von Karman، the kinetic energies، potential energies، and external forces of the composite plate were extracted. Initially، stable states were obtained by writing a special program in Matlab and using the Rayleigh-Ritz method and minimizing the potential energy of the system. Then، using the developed Hermitian model along with the Hamilton's principle، the electromechanical motion equations were extracted، and the natural frequency of the short-circuited plate and its dynamic response under linear and harmonic electric fields were calculated and compared with the simulation results in the Abaqus finite element software. Also، to reduce the errors in the results obtained from the approximate method compared to the finite element method، a new fifth-order shape function for the out-of-plane displacement field is presented and the effect of the shape function is investigated in stable states and dynamic responses. Finally، the idea of energy harvesting from the vibrations of multi-stable composite plates under concentrated forces is studied، and it is shown that due to the nonlinear behavior of the plate، they have the ability to generate higher electric powers compared to linear systems.
استاد مشاور :
سعيد ضيائي راد
استاد داور :
محمد دانش , علي لقماني
